原子层沉积简介

原子层沉积（ALD）是一种原子级精度的薄膜沉积技术

     ALD过程基于按顺序交替通入前驱体气体，以逐层的形式实现薄膜沉积。第一种被通入腔室的前驱体会在基底表面的化学吸附反应形成单分子层，向腔室内泵入惰性气体吹扫驱除未反应的前驱体和反应生成的副产物；随后向腔室中通入第二种前驱体，与之前的化学吸附在基底表面的前驱体发生反应形成所需要的单分子层薄膜。以上过程基于两个重要原理：饱和化学吸附过程和顺次表面化学反应。

　　前驱体在基底表面的化学吸附反应是热力学驱动过程，这意味着在原子层沉积过程中基底需要达到一定的温度，但是温度过高会导致前驱体分解，原子层沉积过程的温度范围被称作ALD温度窗口，该窗口与前驱体的特性相关，范围在50-350 ℃。

与其它技术相比，ALD技术的优势

　　由于前驱体是化学吸附在基底表面，ALD覆膜具有极佳的附着性和较低的应力。

  • 完美的薄膜。可以制备大面积的无孔薄膜；极佳的可重复性；精确数控制备三明治结构、异质结构、纳米薄片、混合氧化物、掺杂结构等。

  • 完美的3D均匀覆膜。100%的台阶覆盖：可均匀的在平面、孔内、颗粒表面覆膜。

  • 挑战性的基底。对敏感的基底可实现温和的沉积；低温沉积。

　　可以通过ALD沉积各类材料薄膜：无机薄膜（金属氧化物、氮化物、碳化物、硫化物、氟化物、磷化物、金属单质等），有机薄膜（聚合物），复合薄膜（有机物-无机物、渗透、纳米颗粒等）。

MLD分子层沉积

　　通过使用改变的ALD技术也可以实现复合薄膜（聚合物-无机物）的沉积。单分子层沉积（MLD）基于与传统ALD技术相同的顺次沉积路径：在每个循环周期中，分子片段被沉积到基底表面。MLD可用于沉积聚合物链。

　　比如：使用三甲基铝（TMA）和乙二醇（EG）作为反应物，可以实现Alucone有机-无机聚合物的单分子层沉积。通过改变有机物-无机物的组分，也可以实现对这些有机-无机聚合物的化学和物理性能的调控。


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